一种耐超高温的PMI泡沫塑料的制作方法

文档序号:35072864发布日期:2023-08-09 15:42阅读:116来源:国知局

本发明涉及泡沫塑料,特别涉及一种耐超高温的pmi泡沫塑料。


背景技术:

1、在树脂基复合材料的结构设计中,夹层结构复合材料是一种典型的轻质、高强、高模量结构设计方案,它将面板(铝合金、玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维)的高强度和高模量与夹芯的低密度和高刚性有机结合起来,形成了轻质、高强和高刚性的结构复合材料,在飞机、火箭、雷达、造船、交通运输、医疗器械等行业中有着极其重要的应用价值。

2、夹层结构复合材料中所使用的夹层材料主要有蜂窝芯材、轻木和泡沫塑料。能够用作夹芯的泡沫塑料品种主要有硬质聚氨酯(pu)、聚氯乙烯(pvc)、聚苯乙烯(ps)、丙烯腈一苯乙烯共聚物(san)、聚醚酰亚胺(pei)、聚甲基丙烯酰亚胺(pmi)等泡沫塑料。

3、在这些泡沫塑料中,以德国德固萨公司和日本积水化学公司生产的聚甲基丙烯酰亚胺(pmi)泡沫塑料的力学性能、耐热性能、抗蠕变性能最为优异,由它所制备的夹层结构复合材料性能也是最好的。pmi泡沫塑料具有100%的闭孔结构,大分子中存在大量的酰亚胺环以及分子间大的作用力提供了其耐热性、强度和刚度,是目前强度和刚度最高的耐热泡沫塑料(180~240℃),其高温下具有高的抗蠕变性能使得该泡沫塑料能够适用需要高温、高压固化的树脂和预浸料,能承受190℃的共固化工艺对泡沫尺寸稳定性的要求。与树脂之间具有良好的粘结性使得界面粘结强度高,因而适合作为高性能夹层结构中的芯层材料使用,并可以取代蜂窝结构,而且各向同性,容易经过机械加工成为各种形状复杂的截面形状,并且不含任何氟利昂,属于环保型材料,防火性能达到far25.853和aitm等有关标准,代表者高性能聚合物结构泡沫塑料的最新发展领域。

4、现有的pmi泡沫芯材耐温基本在200摄氏度以下,在高温下容易变形,因此,本发明提出一种高密度耐超高温的pmi泡沫芯材,提高了刚度、强度、还不易变形。


技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种耐超高温的pmi泡沫塑料,可以有效解决背景技术中的问题。

2、为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:

3、一种耐超高温的pmi泡沫塑料,成分按组分配比如下:共聚单体甲基丙烯酸32~72wt%,共聚单体丙烯晴68~28wt%,甲基丙烯酸烯丙酯1~5‰,二甲基丙烯酸锌8~15‰,引发剂0.08~0.50wt%,发泡剂1.0~9.0wt%;交联剂0~4.2wt%;成核剂0~3.0wt%;密度控制剂0~0.10wt%;所述引发剂选自过氧化有机酸酯。

4、进一步的,所述的引发剂选自过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化2-乙基己酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化新癸酸枯基酯、过氧化新庚酸1,1-二甲基-3-羟基-丁酯中的一种或其组合物。

5、进一步的,所述的发泡剂选自碳酰胺、甲酰胺、乙酰胺、3-8个碳原子的脂肪醇中的任意一种或其组合物。

6、进一步的,还包含交联剂,所述交联剂的重量份比为0~4.2wt%。

7、进一步的,所述交联剂选自不饱和酰胺。

8、进一步的,还包含成核剂,所述成核剂的重量份比为0~3.0wt%。

9、进一步的,还包含密度控制剂,所述的密度控制剂的重量份比为0~0.42wt%。

10、进一步的,还包含分子量调节剂,所述的分子量调节剂选自正十二烷烷基硫醇、一乙醇胺、乙二胺、异丙醇中的任意一种或其组合物,其重量份比为0~0.10wt%。

11、进一步的,制备步骤如下:

12、(1)将组分按照配比配料,倒入容器,均匀混合制成原料液;之后将原料液注入四周用橡胶条密封并夹持至一定厚度的两块玻璃板组成的透明模具之内;

13、(2)将灌有原料液的水浴容器放入强循环水浴装置中,在水温35~65℃的条件下,水浴22~75h,聚合形成共聚物;

14、(3)将第(2)步得到的共聚物在180~220℃的强循环热空气中进行自由发泡,制备出共聚物泡沫塑料;

15、(4)将第(3)步得到的共聚物泡沫塑料在120~180℃的热空气中进行后热处理4~13h。

16、进一步的,所述步骤(3)中还包含预热步骤,预热步骤为将步骤(2)中得到的共聚物在120~160℃下预热1~6h,之后发泡。

17、与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:该耐超高温的pmi泡沫塑料添加两钟耐温剂,即甲基丙烯酸烯丙酯和二甲基丙烯酸锌,实现超高耐温,并且在密度75kg每立方、0.7兆帕的环境下,耐温220摄氏度,两小时不变形,提高了刚度、强度,增加使用寿命;采用了交联剂、成核剂、密度控制剂、分子量调节剂等助剂,使得该泡沫塑料力学性能和耐热性能得到提高、泡孔尺寸变小且分布均匀、密度范围广,并能够适应各种应用。



技术特征:

1.一种耐超高温的pmi泡沫塑料,其特征在于,成分按组分配比如下:共聚单体甲基丙烯酸32~72wt%,共聚单体丙烯晴68~28wt%,甲基丙烯酸烯丙酯1~5‰,二甲基丙烯酸锌8~15‰,引发剂0.08~0.50wt%,发泡剂1.0~9.0wt%;交联剂0~4.2wt%;成核剂0~3.0wt%;密度控制剂0~0.10wt%;所述引发剂选自过氧化有机酸酯。

2.根据权利要求1所述的一种耐超高温的pmi泡沫塑料,其特征在于:所述的引发剂选自过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化2-乙基己酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化新癸酸枯基酯、过氧化新庚酸1,1-二甲基-3-羟基-丁酯中的一种或其组合物。

3.根据权利要求1所述的一种耐超高温的pmi泡沫塑料,其特征在于:所述的发泡剂选自碳酰胺、甲酰胺、乙酰胺、3-8个碳原子的脂肪醇中的任意一种或其组合物。

4.根据权利要求1所述的一种耐超高温的pmi泡沫塑料,其特征在于:还包含交联剂,所述交联剂的重量份比为0~4.2wt%。

5.根据权利要求5所述的一种耐超高温的pmi泡沫塑料,其特征在于:所述交联剂选自不饱和酰胺。

6.根据权利要求1所述的一种耐超高温的pmi泡沫塑料,其特征在于:还包含成核剂,所述成核剂的重量份比为0~3.0wt%。

7.根据权利要求1所述的一种耐超高温的pmi泡沫塑料,其特征在于:还包含密度控制剂,所述的密度控制剂的重量份比为0~0.42wt%。

8.根据权利要求1所述的一种耐超高温的pmi泡沫塑料,其特征在于:还包含分子量调节剂,所述的分子量调节剂选自正十二烷烷基硫醇、一乙醇胺、乙二胺、异丙醇中的任意一种或其组合物,其重量份比为0~0.10wt%。

9.一种根据权利要求1-8中任意一项所述的一种耐超高温的pmi泡沫塑料的制备方法,其特征在于制备步骤如下:

10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中还包含预热步骤,预热步骤为将步骤(2)中得到的共聚物在120~160℃下预热1~6h,之后发泡。


技术总结
本发明涉及泡沫塑料技术领域,公开了一种耐超高温的PMI泡沫塑料,成分按组分配比如下:共聚单体甲基丙烯酸32~72wt%,共聚单体丙烯晴68~28wt%,甲基丙烯酸烯丙酯1~5‰,二甲基丙烯酸锌8~15‰,引发剂0.08~0.50wt%,发泡剂1.0~9.0wt%;交联剂0~4.2wt%;成核剂0~3.0wt%;密度控制剂0~0.10wt%;所述引发剂选自过氧化有机酸酯。该耐超高温的PMI泡沫塑料添加两钟耐温剂,即甲基丙烯酸烯丙酯和二甲基丙烯酸锌,实现超高耐温,并且在密度75kg每立方、0.7兆帕的环境下,耐温220摄氏度,两小时不变形,提高了刚度、强度,增加使用寿命。

技术研发人员:张一鸣,王小辉
受保护的技术使用者:保定美沃工程材料科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/14
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